DE3149285C2 - Method for connecting the tubes of a heat exchanger matrix to the heat exchanger base of a collecting tank - Google Patents
Method for connecting the tubes of a heat exchanger matrix to the heat exchanger base of a collecting tankInfo
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- DE3149285C2 DE3149285C2 DE3149285A DE3149285A DE3149285C2 DE 3149285 C2 DE3149285 C2 DE 3149285C2 DE 3149285 A DE3149285 A DE 3149285A DE 3149285 A DE3149285 A DE 3149285A DE 3149285 C2 DE3149285 C2 DE 3149285C2
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Abstract
Bei einer wesentlichen Grundausführung der vorliegenden Erfindung soll das jeweils rohrförmige Ende durch Rundhämmern, Schmieden o.dgl. über einen Dorn verformt und nach Kalibrierung der Außenkontur mit einem Lötwerkstoff ummantelt werden, worauf das so verbreitete Rohrende zusammen mit dem Dorn in das zugeordnete Loch im Wärmetauscherboden eingesetzt und beim anschließenden Hindurchziehen des Dornes gegen die benachbarte Bewandung des Lochs und deren Rädern verpreßt wird, wonach durch örtliche Erhitzung eine metallurgische Verbindung zwischen dem Rohrende und der betreffenden Wärmetauscherbodenpartie hergestellt wird. Bei einer anderen wesentlichen Ausführung nach der Erfindung soll das zugeordnete Loch im Wärmetauscherboden einschließlich der Umfangsbewandung des betreffenden Rohr endes sich in Richtung auf die Innenwand des Wärmeaustauscherbodens unter gleichen Neigungswinkeln geringfügig konisch verjüngend ausgebildet sein, um die Umfangsfuge sowohl unter radialer als auch axialer Flächenpressung zwischen der zugeordneten Lochwandung und dem rohrförmigen Ende zu verschließen, wenn mittels des Dornes und dessen Bundes das konische Rohrende in das entsprechend konische Loch gezogen wird. Im Rahmen dieser gesamten Aus führungen und Verfahrensweisen sollen die betreffenden Wärmeaustauscherröhrchen bzw. Profile auf vergleichsweise einfache Art unter Gewährleistung eines gleichzeitig optimalen Temperaturwiderstands- und Abdichtvermögens in die Wärmeaustauscherbodenpartien .....In an essential basic embodiment of the present invention, the respective tubular end should be hammered, forged or the like. deformed over a mandrel and coated with a soldering material after calibration of the outer contour, whereupon the so widened pipe end is inserted together with the mandrel into the associated hole in the heat exchanger base and when the mandrel is subsequently pulled through it is pressed against the adjacent walls of the hole and its wheels, after which a metallurgical connection between the pipe end and the relevant heat exchanger bottom section is established by local heating. In another essential embodiment of the invention, the associated hole in the heat exchanger base including the circumferential wall of the pipe in question should be designed to taper slightly conically in the direction of the inner wall of the heat exchanger base at the same angles of inclination, around the circumferential joint under both radial and axial surface pressure between the associated hole wall and to close the tubular end when the conical pipe end is pulled into the corresponding conical hole by means of the mandrel and its collar. In the context of all of these remarks and procedures, the heat exchanger tubes or profiles in question are to be used in a comparatively simple manner while ensuring optimum temperature resistance and sealing properties in the heat exchanger bottom parts .....
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand der Erfindung (Anspruch 14).
" Bei einem z. B. aus der DE-OS 29 07 810 bekannten
Wärmetauscher ist eine erste Druckluftführung vorgesehen, über die die beispielsweise von einem Kompressor
geförderte Hochdruckluft eines Gasturbinentriebwerks der betreffenden Wärmetauscher-Matrix zugeführt
werden kann, in der die Hochdruckluft dann infolge Heißgasbeaufschlagung dieser Matrix erhitzt wird
und schließlich aus der Wärmetauscher-Matrix in eine zweite Rohrführung abströmt, die mit einem geeigneten
Verbraucher, hier also an die Brennkammer dieses Gasturbinentriebwerks angeschlossen ist. Beispielsweise
können bei diesem bekannten Wärmetauscher die beiden voneinander getrennten Rohrführungen in ein gemeinsames
Sammelrohr integriert sein, von dem die betreffende Wärmetauscher-Matrix beidseitie U-förmieThe invention also relates to a device for carrying out the method (claim 14).
"In a heat exchanger known, for example, from DE-OS 29 07 810, a first compressed air duct is provided, via which the high-pressure air of a gas turbine engine, for example conveyed by a compressor, can be fed to the relevant heat exchanger matrix, in which the high-pressure air is then applied as a result of hot gas This matrix is heated and finally flows out of the heat exchanger matrix into a second pipe guide, which is connected to a suitable consumer, in this case to the combustion chamber of this gas turbine engine. For example, in this known heat exchanger, the two separate pipe guides can be integrated into a common manifold , of which the relevant heat exchanger matrix is U-shaped on both sides
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auskragend verläuft insbesondere einer einwandfreien Abdichtung zwischencantilever runs in particular a perfect seal between
Bei einem derartigen bekannten Wärmetauscher ist den Rohrenden und den betreffender! Bodenöffnungszu berücksichtigen, daß ca. 12 000 Leitungsanschiüsse bewandungen. Ein erfindungswesentlicher Grundge- oder mehr »nahezu in einem Schuß« mit dem betreffen- danke ist es, daß die betreffenden Rohrenden bereits den Wärmetauscherboden verlötet werden sollen. Diese s vor Einfügung in die betreffenden Bodenöffnungen Lötung stellt bei der Herstellung derartiger Wärmetau- gänzlich mit einer Lotschicht ummantelt sind. Ein weitescher einen bisher nicht bewältigten Risikofaktor da- rer erfindungswesentlicher Schritt ist es, daß diese Lotdurch dar, daß verhältnismäßig große Lötspalte bzw. schicht gleichzeitig bei Herstellung der Verbindung im -fugen vorausgesetzt werden müssen, die sich zwischen Wege des Zieh- bzw. Verformungsprozesses ebenfalls den jeweiligen Rohrenden und den betreffenden Loch- io verpreßt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, bewandungen befinden müssen, wobei davon ausgegan- sorgt also das Hindurch- und/oder Herausziehen des gen wird, daß ein hinreichend großer Lötspalt einen Doras eine formschlüssige Materialverpressung entlang einwandfreien Transport des schmelzflüssig zugeführ- der betreffenden Oberflächen, und zwar unter Einten Lotes gewährleisten muß. Das heißt es besteht im- Schluß der auf das betreffende Matrixrohrende aufgemer das Risiko, daß das schmelzflüssig zugeführte Lot 15 brachten Lötmasse. Es ist somit dafür Sorge getragen, sich in örtlich unterschiedliche Zonen verlagert, so daß daß vor der Erwärmung zur Herstellung der metallurbeim abschließenden Erkaltungsprozeß keine Gewähr gisch einwandfreien Fügeverbindung die jeweilige Fuge besteht daß die betreffenden verhältnismäßig großen zwischen dem Rohrende und der Öffnungsbewandung Lötfugen über ihren Gesamtumfang kontinuierlich aus- einwandfrei verpreßt bzw. eliminiert ist wodurch örtligefüllt sind. 20 ehe LotverJagerungen bzw. -Veränderungen praktischIn such a known heat exchanger, the pipe ends and the relevant! Bottom opening take into account that approx. 12,000 line connections were used. A fundamental principle essential to the invention or more "almost in one shot" with the relevant - thank you is that the pipe ends in question are already the heat exchanger base is to be soldered. These s before insertion into the relevant floor openings In the production of such heat, soldering is entirely covered with a layer of solder. Another a previously unresolved risk factor for this step, which is essential to the invention, is that this solder passes through represents that relatively large soldering gap or layer at the same time when making the connection in - Joints must be assumed, which are between the paths of the drawing or deformation process as well the respective pipe ends and the relevant Loch- io is pressed. In other words, adept must be located, assuming that the pulling through and / or pulling out the It is gen that a sufficiently large soldering gap along a Doras a form-fitting material compression flawless transport of the molten liquid supplied to the surfaces in question, namely with one another Must ensure solder. That means it consists in the end of the problem on the end of the matrix tube in question the risk that the molten solder 15 brought solder mass. It is therefore ensured that relocated to locally different zones, so that before the heating for the production of metallurbeim final cooling process no guarantee gisch perfect joint connection the respective joint there is that the relevant relatively large between the pipe end and the opening wall Soldering joints are continuously and perfectly pressed or eliminated over their entire circumference, which means that they are locally filled are. 20 before vertical shifts or changes are practical
Außerdem hat die Praxis gezeigt daß verhältnismä- ausgeschlossen sind. Der Erfindungsgegenstand schließt ßig große Lötfugen für die Bereitstellung verhältnismä- also das Risiko aus, daß das im Rahmen herkömmlicher ßig großer Lötvolumina die Festigkeit derartiger Ver- Rohr-Boden-Verbindungen schmelzflüssig zugeführte bindungen nachteilig beeinflussen können. Außerdem Lot sich verlagern kann, so daß beim abschließenden wirkt sich eine vergleichsweise große Lötdicke in den 25 Erkaltungsprozeß in jedem Fall eine gleichförmig verbetreffenden Fugen hinsichtlich des Korrosionsverhai- teilte bzw. homogene Lotfüllung mit absoluter Sichertens nachteilig aus. heit gewährleistet wird.In addition, practice has shown that these are relatively ruled out. The subject matter of the invention includes ßig large soldering joints for the provision of relatively large so the risk that this is within the scope of conventional Large soldering volumes increase the strength of such pipe-to-bottom connections in molten form can adversely affect bindings. In addition, solder can shift, so that during the final If a comparatively large soldering thickness is used in the cooling process, it will in any case be uniformly applied Joints with regard to the corrosion-related or homogeneous solder filling with absolute security disadvantageous. is guaranteed.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Aufgrund des erfindungsgemäßen I Ierstellungsverim Rahmen der eingangs umrissenen Problematik auf- fahrens sind fernerhin nur vergleichsweise geringe Lotgeführten Nachteile zu beseitigen und eine Lösung in- 30 volumina und dementsprechend dünne Lötschichten erzugeben, mit der die betreffenden Wärmetauscherrohre forderlich, was sich weiterhin wiederum günstig auf die oder -röhi chen bzw. -profile auf vergleichsweise einfa- Festigkeitseigenschaften der Verbindung sowie auf eiche Weise unter Gewährleistung eines gleichzeitig opti- nen vergleichsweise geringen Lotmaterialbedarf ausmalen Temperaturwiderstands- und Abdichtvermögens wirkt.The invention is therefore based on the object of the invention based on I Ierstellungsverim Furthermore, within the scope of the problem outlined at the outset, only comparatively small amounts of solder are guided Eliminate disadvantages and produce a solution with a volume of 30 and correspondingly thin solder layers, with the relevant heat exchanger tubes required, which in turn is beneficial to the or -röhi chen or -profile on comparatively simple strength properties of the connection as well as on oak Color in the way while ensuring a comparatively low solder material requirement Temperature resistance and sealing capacity acts.
in die betreffenden Wärmetauscherböden fest einsetz- 35 Erfindungsgemäß wird somit eine auf vergleichsweise35 According to the invention, a comparatively
bar sind. einfache Weise erstellbare, einwandfrei dichte, feste so-are cash. easy to create, perfectly dense, solid and
Die gestellte Aufgabe ist mit den Merkmalen des wie korrosionsbeständige Rohr-Boden-Verbindung fürThe task set is with the characteristics of such as corrosion-resistant pipe-soil connection for
Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungs- einen Wärmetauscher geschaffen,Characteristic part of claim 1 of the invention created a heat exchanger,
gemäß gelöst. Eine ferner aus der GB-PS 1 98 851 bekannte Einrich-solved according to. A device also known from GB-PS 1 98 851
Bei einer der eingangs genannten Gattung (Oberbe- 40 tung zur Befestigung von Wärmetauschermatrixrohren griff des Patentanspruchs 1) zugrunde liegenden be- am Wärmetauscherboden kann bereits aus der Sicht der kannten Lösung aus der DE-PS 4 83 878 ist zwar auch eingangs angegebenen Gattung (Rohrverpressungsvorschon als Verformungswerkzeug ein Dorn vorgesehen, gang) nicht zur Erfindung hinführen. Bei dieser bekannder am einen Ende mit einer eicheiförmigen, den Durch- ten Lösung sollen u. a. die einzelnen "Wärmetauschcrmesser des Doms übersteigenden Aufweitung versehen 45 rohre zunächst in zugehörige Öffnungen einer Bodensein soll, um beim Einschieben in die betreffende Rohr- platte eingesetzt und anschließend entlang ihres äußeöffnung das betreffende Rohrende aufzuweiten und da- ren Endbereichs radial so aufgeweitet werden, daß sie mit seitlich gegenüber der Behälterwand zu verpressen. also nur im Rahmen dieses angegebenen Endbereichs Ein wesentlicher Unterschied zu dieser bekannten Lö- die Öffnungswandungen der Bodenplatte kontaktieren sung besteht, mit allgemeinen Worten ausgedrückt, er- 50 sollen. Dabei soll die Bodenplatte wannenartig ausgebilfindungsgemäß darin, daß der betreffende Dorn nebst det sein, um beim späteren Eintauchen in ein Lotbad mit Bund von Anfang an Bestandteil des in den Wärmetau- Lot angefüllt werden zu können, welches sich aus dieser scherboden einzusetzenden Rohrendes ist Das heißt, im Wanne heraus dann entlang der Radialspalte verteilen Wege einer ausschließlich von außen nach innen gerich- soll, die zwischen den Außenrändern der Wärmetautet erfolgenden Zugbewegung des Doms kann somit die 55 scherrohre und den betreffenden öffnungsseitigen Bobeabsichtigte Verpressung erzielt werden, ohne wech- denpartien freigehalten worden sind. Der bekannte Fall selseitige Zug- bzw. Bewegungsrichtungen eines Doms beinhaltet somit nicht die erfindungsgemäße Vorlotbevorsehen zu müssen, wie dies bei der erwähnten be- schichtung und nachfolgende Verpressung über die Makannten Lösung erforderlich ist. trixrohrenden in den Bodenöffnungen; vielmehr ist alsoIn one of the types mentioned at the beginning (top bedding for fastening heat exchanger matrix pipes handle of claim 1) underlying be on the heat exchanger bottom can already from the point of view of known solution from DE-PS 4 83 878 is indeed also the type specified at the beginning (Rohrverpressungsvorschon a mandrel provided as a deformation tool, gang) does not lead to the invention. With this well-known at one end with an oak-shaped, the through-the-throat solution should, among other things. the individual "heat exchanger meters of the dome's widening provided 45 tubes initially in associated openings in a bottom is intended to be inserted into the tube plate in question when it is inserted and then along its outer opening to widen the pipe end in question and its end region to be widened radially in such a way that it to be pressed with at the side opposite the container wall. so only within the scope of this specified end range A major difference to this known Lö- contact the opening walls of the base plate The solution consists, in general terms, should be. The base plate should be designed in the manner of a trough according to the invention in the fact that the mandrel in question must be detached to later be immersed in a solder bath Bund from the beginning part of the heat exchange solder can be filled, which is from this That is, the pipe end to be used in the shear bottom is then distributed in the tub along the radial gap A path that should be directed exclusively from the outside to the inside, between the outer edges of the heat dew The pulling movement of the dome that takes place can thus damage the shear tubes and the relevant opening-side bob Pressing can be achieved without the turning parts having been kept free. The well-known case Lateral pulling or moving directions of a dome thus does not include the pre-soldering provision according to the invention to have to, as is the case with the above-mentioned coating and the subsequent pressing over the macaques Solution is required. trix tube ends in the bottom openings; rather it is
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des beim Erfin- 60 der bekannte Fall ein sogenanntes »Paradebeispiel« da-Another essential advantage of the case known when inventing a so-called "prime example"
dungsgegenstand von Anfang an ihm betreffenden Ma- für, was im Hinblick auf die eingangs gemachten Aus-the subject matter of interest from the outset for what, in view of the
trixrohrende enthaltenen Doms nebst Bund äußert sich führungen zum Erfindungsgegenstand ausdrücklich ge-trixrohrende, the cathedral and the federal government expressly comment on the subject matter of the invention.
darin, daß hierdurch das Einfädeln des Matrixrohrendes rade vermieden werden soll; d. h, der bekannte Fall ver-in that the threading of the matrix tube end should be avoided straight; d. h, the known case
in die zugehörige Bodenöffnung wesentlich erleichtert langt u. a. vergleichsweise große Lotvolumina mit denit is much easier to reach into the associated floor opening, among other things. comparatively large volumes of solder with the
wird, zumal der Dorndurchmesser stets kleiner als der 65 daraus resultierenden Folgen der Festigkeitsschwä-especially since the mandrel diameter is always smaller than the 65 resulting consequences of weakness in strength
Bodenöffnungsdurchmesser ist. chung und der Korrosionsgefahr; ferner beinhaltet derBottom opening diameter is. chung and the risk of corrosion; also includes the
Ferner behandelt die bekannte Lösung nach der DE- bekannte Fall die Gefahr der ungleichförmigen Lotver-Furthermore, the known solution according to the DE-known case deals with the risk of non-uniform soldering
PS 4 83 878 keinerlei Lötvorkehrungen zum Zwecke teilung mit dem daraus resultierenden Abdichtungsrisi-PS 4 83 878 no soldering provisions for the purpose of division with the resulting sealing risk
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Patentansprüche 2 bis 14 verwiesen.With regard to further advantageous refinements of the invention, reference is made to patent claims 2 to 14 referenced.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert; es zeigtThe invention is explained, for example, with the aid of the drawing; it shows
F i g. 1 einen entlang der Profilrohrlängsmittelebene verlaufenden Teilschnitt einer Matrixrohr-Bodenverbindung in einer ersten Ausführungsform,F i g. 1 one along the profile tube longitudinal center plane running partial section of a matrix pipe-floor connection in a first embodiment,
F i g. 2 einen entlang der Profillängsmittelebene verlaufenden Teilschnitt einer Matrixrohr-Bodenverbindung in einer zweiten Ausführungsform,F i g. 2 shows a partial section of a matrix pipe-floor connection running along the longitudinal center plane of the profile in a second embodiment,
F i g. 3 einen entlang der ProfiUängsmittelebene verlaufenden Teilschnitt einer Matrixrohr-Bodenverbindung in einer dritten Ausführungsform undF i g. 3 one running along the profile center plane Partial section of a matrix tube-floor connection in a third embodiment and
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3.F i g. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3.
F i g. 1 erläutert das Verfahren zur Herstellung der Verbindung eines Rohrendes 1 des zu einer Kreuz-Gegenstrom-Matrix eines Wärmetauschers gehörenden Rohres 2 mit dem entsprechend vorgelochten Wärmetauscherboden 3, wobei hier zunächst das Rohrende 1 durch Rundhämmern, Schmieden oder dergleichen über einen Werkzeugdorn 4 verformt wird und, gegebenenfalls nach Kalibrierung der Außenkontur, mit einem Lötwerkstoff ummantelt wird. Hierauf wird das Rohrende 1 zusammen mit dem Werkzeugdorn 4 in die zugeordnete Öffnung (Lochwandung 5) im Wärmetauscherboden 3 eingesetzt und beim anschließenden Hindurchziehen des Werkzeugdorns 4 mittels dessen Bundes 6 in Pfeilrichtung F gegen die benachbarte Lochwandung 5 der Öffnung und dessen Rändern verpreßt, wonach durch örtliche Erhitzung eine metallurgische Verbindung zwischen dem Rohrende 1 und der betreffenden Wärmetauscherbodenpartie hergestellt wird. Hierbei kann die Außenkontur des Rohrendes 1 zuvor so genau kalibriert werden, wie es für die Durchführung des Einformens erforderlich istF i g. 1 explains the method for producing the connection of a pipe end 1 of the pipe 2 belonging to a cross-countercurrent matrix of a heat exchanger with the corresponding pre-punched heat exchanger base 3, the pipe end 1 being initially deformed by hammering, forging or the like using a tool mandrel 4 and is coated with a soldering material, if necessary after calibration of the outer contour. The pipe end 1 is then inserted together with the tool mandrel 4 into the associated opening (hole wall 5) in the heat exchanger base 3 and, when the tool mandrel 4 is then pulled through, it is pressed against the adjacent hole wall 5 of the opening and its edges by means of its collar 6 in the direction of arrow F, after which it is pressed through local heating a metallurgical connection between the pipe end 1 and the relevant heat exchanger bottom part is established. Here, the outer contour of the pipe end 1 can be calibrated beforehand as precisely as is necessary to carry out the molding
Der genannte Wärmetauscherboden 3 gehört zum Sammelbehälter eines Wärmetauschers, ein solcher Sammelbehälter kann z. B. für jeweilige Druckluftzu- bzw. -abführung in bzw. aus der betreffenden Wärmetauscher-Matrix vorgesehen sein.Said heat exchanger base 3 belongs to the collecting tank of a heat exchanger, such Collection container can, for. B. for the respective compressed air supply or discharge in or from the relevant heat exchanger matrix be provided.
Im Interesse einer rationellen Herstellung ist vorzugsweise davon auszugehen, daß die metallurgische Verbindung sämtlicher Rohrenden mit dem betreffenden Wärmetauscherboden durch Erhitzen in einem Ofen oder dergleichen gleichzeitig, also »in einem Schuß« erfolgt.In the interests of efficient production, it should preferably be assumed that the metallurgical Connection of all pipe ends with the relevant heat exchanger base by heating in one Oven or the like takes place at the same time, ie "in one shot".
Wie weiter aus F i g. 1 hervorgeht, weist der Werkzeugdorn 4 an seinem der Außenwand des Wärmetauscherbodens 3 benachbarten Ende den die Dornwandung bzw. den Dorndurchmesser rotationssymmetrisch überkragenden Bund 6 für das zuvor schon geschilderte Verpressen des Rohrendes 1 über den Werkzeugdorn 4 wird gleichzeitig eine dem Bund 6 gemäße, rotationssymmetrische Rohraufweitung 7 gebildet, die als Lochanschlag des Rohrendes 1 nebst Profils des Rohres 2 an der äußeren Wandung des Wärmetauscherbodens 3 dientAs further from FIG. 1 shows the tool mandrel 4 at its end adjacent to the outer wall of the heat exchanger base 3 denotes the mandrel wall or the collar 6 protruding in a rotationally symmetrical manner over the mandrel diameter for the previously described Pressing the pipe end 1 over the tool mandrel 4 is at the same time a rotationally symmetrical one that corresponds to the collar 6 Tube widening 7 is formed, which acts as a hole stop of the tube end 1 along with the profile of the tube 2 the outer wall of the heat exchanger base 3 is used
Im übrigen kann die Außenkontur des Rohrendes 1 gleichzeitig beim Verformen über den Werkzeugdorn 4 kalibriert werden.In addition, the outer contour of the pipe end 1 can simultaneously be deformed via the tool mandrel 4 be calibrated.
Das für die verfahrensgemäße Herstellung erforderliche Lötmaterial kann in weiterer Ausgestaltung gleichzeitig beim Verformen des Rohrendes über den Dorn oder gleichzeitig mit dem Kalibriervorgang auf das Rohrende aufgeformt werden, und zwar letzteres z. B. durch Hämmern, Schmieden oder Walzen im Sänne eines Dublierens.In a further embodiment, the soldering material required for production according to the method can be used simultaneously when deforming the pipe end over the mandrel or simultaneously with the calibration process on the Tube end are molded, namely the latter z. B. by hammering, forging or rolling in a sänne Duplicating.
In weiterer Ausgestaltung kann der LötwerkstoffIn a further refinement, the soldering material can
auch als gewickelte Folie auf das Rohrende aufgebracht werden. Die Lötfolie wird demnach also mechanisch aufgelegt, wobei als Lötfolie z. B. Metglas verwendet werden kann. Der Lötwerkstoff kann beispielsweise auch galvanisch, durch Spritzbeschichten, Tauchen in eine Lötflüssigkeit oder durch Sintern (Lotpulver) auf das bzw. die betreffenden Rohrenden aufgebracht werden. can also be applied to the pipe end as a wrapped film. The soldering foil is therefore mechanical placed, with as a soldering foil z. B. Metglas can be used. The soldering material can, for example also galvanically, by spray coating, by immersion in a soldering liquid or by sintering (solder powder) that or the pipe ends in question are applied.
Der betreffende Spalt bzw. die achsparallel zylindrische Fuge U zwischen der Lochbewandung 5 einerseits und dem betreffenden Rohrende 1 andererseits bestimmt sich nach den Erfordernissen der Montierbarkeit und der Herstelltoleranzen. Diese Fuge kann aber auch, von der Wärmetauscherbodenaußenwand zur -innenwand hin, als gleichförmig sich verjüngende konische Fuge ausgebildet sein.The relevant gap or the axially parallel cylindrical joint U between the hole wall 5 on the one hand and the relevant pipe end 1 on the other hand is determined by the requirements of the mountability and the manufacturing tolerances. This joint can, however, also be designed as a uniformly tapering conical joint from the outer wall to the inner wall of the heat exchanger.
Aus F i g. 1 ist weiter zu ersehen, daß das Rohrende 1 mit einem Rohrabschnitt 8 aus der Öffnung unten herausragt, wobei dieser axial vorstehende Rohrabschnitt 8 im Wege des endgültigen Herausziehens des Werkzeugdorns 4 aus dem Rohrabschnitt mit Wirkung des Bundes 6 zumindest teilweise seitlich über den unteren Öffnungsrand abgebogen wird (gestrichelt dargestellt).From Fig. 1 it can also be seen that the pipe end 1 protrudes with a pipe section 8 from the opening below, this axially protruding pipe section 8 by way of the final withdrawal of the tool mandrel 4 from the pipe section with the effect of the federal 6 at least partially laterally over the lower Opening edge is bent (shown in dashed lines).
Gemäß F i g. 1 ist es also die grundsätzliche Idee, den Werkzeugdorn 4 nebst Bund 6 durch den zu fügenden Rohrabschnitt bzw. das Rohrende 1 hindurchzuziehen, um durch eine plötzliche Aufweitung des Rohrendes 1 die betreffende Fuge LJ zwischen der Lochwandung 5 und der angrenzenden Umfangswandung des Rohrendes 1 zu schließen.According to FIG. 1, the basic idea is to pull the tool mandrel 4 together with the collar 6 through the pipe section to be joined or the pipe end 1 in order to suddenly expand the pipe end 1 to close the relevant joint LJ between the hole wall 5 and the adjoining peripheral wall of the pipe end 1 conclude.
Bei der im Rahmen zu F i g. 1 erwähnten und nicht weiter dargestellten anderen Variante mit konischer Fuge wird davon ausgegangen, daß die Fuge bereits verschlossen ist, bevor der Werkzeugdorn nebst dem die spätere Walkarbeit besorgende Bund durch das hülsenförmige Rohrende hindurchgezogen werden. Bei entsprechender Zuordnung und Dimensionierung des Bundes nach Maßgabe der erforderlichen Pressung ist somit eine Lösung geschaffen, die im Verhältnis zu F i g. 1 einen vergleichsweise geringeren Verformungsgrad einschließt, der wiederum zu einem vergleichsweise geringeren Kraftaufwand und Werkzeugverschleiß sowie entsprechend geringeren Toleranzschwankungen führt. Bei dem Verbindungsverfahren gemäß F i g. 1 kann vom Grundsatz her davon ausgegangen werden, daß als hilfsweise vorgesehene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Gegenhalterung zur Anwendung so kommt, die zur Abstützung des Wärmetauscherbodens 3 beim Herstellprozeß entgegen der Dornziehbewegung (Pfeilrichtung F) wirkt und welche von unten an den axial vorstehenden Rohrabschnitt 8 angreifen soll. Mit dieser Gegenhalterung kann der Umbiegungsprozeß des axial vorstehenden Rohrabschnitts 8 gegen den unteren Rand der Öffnung sowie gegen angrenzende Innenwandpartien des Wärmetauscherbodens 3 unterstützt werden.In the context of FIG. 1 mentioned and not shown further variant with conical joint, it is assumed that the joint is already closed before the tool mandrel and the collar, which will later be used for flexing, are pulled through the tubular end of the pipe. With the appropriate assignment and dimensioning of the federal government in accordance with the required compression, a solution is thus created which, in relation to FIG. 1 includes a comparatively lower degree of deformation, which in turn leads to a comparatively lower expenditure of force and tool wear as well as correspondingly lower tolerance fluctuations. In the connection method according to FIG. 1, it can be assumed in principle that a counter-bracket is used as an auxiliary device for carrying out the method, which acts to support the heat exchanger base 3 during the manufacturing process against the mandrel pulling movement (arrow direction F) and which is applied from below to the axially protruding pipe section 8 should attack. With this counter-bracket, the bending process of the axially protruding pipe section 8 against the lower edge of the opening and against adjacent inner wall parts of the heat exchanger base 3 can be supported.
Unter Verwendung im wesentlichen gleicher Bezugszeichen für gegenüber F i g. 1 im wesentlichen unveränderte Bauteile ist F i g. 2 eine weitere Variante, bei der die zugeordnete Öffnung im Wärmetauscherboden 3 einschließlich der Umfangswandung des betreffenden Rohrendes 10, unter jeweils gleichen gegenseitigen Neigungswinkeln, eine zylindrisch in Richtung auf die Innenwand des Wärmetauscherbodens 3 hin gleichförmig geringfügig konisch verjüngende Umfangsfuge U' ausbilden. Bei dieser Ausführungsform besorgt also derUsing essentially the same reference numerals for compared to FIG. 1 essentially unchanged components is F i g. 2 a further variant in which the associated opening in the heat exchanger base 3 including the circumferential wall of the relevant pipe end 10, at the same mutual angles of inclination, form a cylindrical circumferential joint U ' which tapers uniformly and slightly conically towards the inner wall of the heat exchanger base 3. In this embodiment, so the concerned
Bund 6 für sich keinerlei plastische Rohrverformung, vielmehr befindet sich dieser Bund 6 stets in der dargestellten untersten Lage, in der er seitlich von dem axial vorstehenden Rohrabschnitt 8' umklammert wird. Bei der Ausführung nach Fig.2 wird also mit Hilfe des Werkzeugdornes 4 und dessen Bundes 6 das konische Rohrende 10 in die entsprechende konische öffnung gezogen, wobei die betreffende Umfangsfuge [/'sowohl unter radialer als auch axialer Flächenpressung zwischen der zugeordneten Lochwandung 9 der Öffnung und dem Rohrende 10 verschlossen wird. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 kann im übrigen der Werkzeugdorn 4 endgültig aus dem Rohrende 10 dadurch entfernt werden, indem der axial vorstehende Rohrabschnitt 8' durch geeignete Werkzeuge gegen die innere Wandung des Wärmetauscherbodens 3 abgebogen wird.Bund 6 in and of itself no plastic tube deformation, rather this collar 6 is always in the one shown lowest position, in which it is laterally clasped by the axially protruding pipe section 8 '. at the embodiment of Figure 2 is so with the help of Tool mandrel 4 and its collar 6, the conical pipe end 10 into the corresponding conical opening drawn, the relevant circumferential joint [/ 'both with radial as well as axial surface pressure between the associated hole wall 9 of the opening and the pipe end 10 is closed. In the embodiment according to FIG. 2 can also be the tool mandrel 4 can be finally removed from the pipe end 10 by removing the axially protruding pipe section 8 'bent against the inner wall of the heat exchanger base 3 by suitable tools will.
Unter Verwendung im wesentlichen gleicher Bezugszeichen für gegenüber F i g. 1 und 2 im wesentlichen unveränderte Bauteile unterscheidet sich Fig.3 von j Fig.2 im wesentlichen dadurch, daß der betreffendeUsing essentially the same reference numerals for compared to FIG. 1 and 2 essentially unchanged components Fig.3 differs from j Fig.2 essentially in that the relevant
' Bund 6 des Werkzeugdorns 4 kurz vor der Herausziehphase aus dem Rohrende 10 noch eine gewisse Flächenpressung der Verbindung bewirkt, wobei es gegenüber F i g. 2 jedoch vorrangiges Ziel dieser Anordnung des Werkzeugdorns 4 und des Bundes 6 — wie gezeichnet — ist, das untere axial vorstehende Rohrende 8" beim endlichen Herausziehprozeß gleichzeitig gegen die Innenwandung des Wärmetauscherbodens 3 umzubördeln, was durch die gestrichelte Kontur der entsprechenden Bördelkanten verdeutlicht sein soll.'Collar 6 of the tool mandrel 4 shortly before the pull-out phase from the pipe end 10 still causes a certain surface pressure of the connection, with it opposite F i g. 2, however, the primary goal of this arrangement of the tool mandrel 4 and the collar 6 - as drawn - is, the lower axially protruding pipe end 8 ″ against the finite extraction process at the same time the inner wall of the heat exchanger bottom 3, which is indicated by the dashed contour of the corresponding Flanged edges should be made clear.
Das in den betreffenden Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 bis 3 da/gestellte Rohr 2 bzw. Rohrende 1 oder 10 kann vorzugsweise einen geringfügig höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des Warmetauscherbodens 3 aufweisen, um während des metallurgischen Verbindens unter Wirkung der herrschenden Temperatur eine zusätzliche Pressung in der Fuge U bzw. und i/'zu erzeugen.In the relevant embodiments according to FIG. 1 to 3 there / pipe 2 or pipe end 1 or 10 can preferably have a slightly higher coefficient of thermal expansion than the material of the heat exchanger bottom 3 in order to generate additional pressure in the joint U or and i / 'to create.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es durchaus möglich, den über den unteren Offnungsrand axial vorstehenden Rohrabschnitt vor dem Herausziehen des Werkzeugdornes gegen den unteren Öffnungsrand sowie gegen daran angrenzende Partien der Wärmetauscherbodeninnenwand abzubiegen bzw. umzubördeln.Notwithstanding the illustrated embodiments, it is entirely possible to use the lower Opening edge axially protruding pipe section before pulling out the tool mandrel against the lower one Bend the opening edge and against the adjacent parts of the inner wall of the heat exchanger or flanging.
Gemäß dem Profilschnitt nach F i g. 4 sind einander gegenüberliegende Mittelstege 11 des Rohres 2 entlang deren Stegenden verschweißt, wobei zwei voneinander getrennte Kanäle 13,14 vorgesehen sind, die mit Druckluft im Rahmen des Wärmetauschprozesses beaufschiagbar sindAccording to the profile section according to FIG. 4 are opposite central webs 11 of the tube 2 along whose web ends are welded, two separate channels 13, 14 being provided, which are connected to compressed air can be acted upon as part of the heat exchange process
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
55 For this purpose 2 sheets of drawings
55
6060
6565
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